CN113837756A - 一种电子发票验证方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电子发票验证方法和系统，其方法包括：签名设备生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将第一公钥和签名侧信息传输至密钥生成设备；密钥生成设备获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据；签名设备根据第一私钥和第二私钥生成合成私钥；验签设备获取电子发票，根据电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用合成公钥对签名结果进行验证，并得到验证结果。本实施例在不降低电子签名安全性的同时，显著减少签名数据长度，并且在验证过程中由于无证书技术中的公钥具有自证性，不需联网即可验证发票真伪，简化验证过程。

Description

一种电子发票验证方法和系统
技术领域
本申请实施例涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种电子发票验证方法和系统。
背景技术
目前，在电子发票防伪领域，为了防止发票被假冒，使用指公钥基础设施(PublicKey Infrastructure，PKI)中的数字证书对发票要素进行签名，并将签名值和签名者证书附加在电子发票版式文件中，如便携式文档格式(Portable Document Format，PDF)、版式文档国家标准(Open Fixed-layout Document，OFD)中；验证时，需要先验证签名者证书有效性，即在线提交给证书的签发机构(Certification Authority，CA)或权威机构认证，再从证书中提取公钥验证发票的电子签名，功能单一。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种电子发票验证方法，以至少部分解决上述问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种电子发票验证方法，包括：
签名设备生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将第一公钥和签名侧信息传输至密钥生成设备；
密钥生成设备获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据；将公钥还原数据和第二私钥传输至签名设备；
签名设备根据第一私钥和第二私钥生成合成私钥；
签名设备获取第一发票信息，根据第一发票信息进行计算得到第一摘要，并利用合成私钥对第一摘要进行签名得到签名结果；根据签名结果、签名侧信息、公钥还原数据以及第一发票信息生成电子发票；
验签设备获取电子发票，根据电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用合成公钥对签名结果进行验证，并得到验证结果。
可选地，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据之后，方法还包括：
对公钥还原数据进行压缩处理，得到压缩处理后的公钥还原数据。
可选地，电子发票验证方法还包括：
在根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据之前；根据第一公钥和第二公钥生成合成公钥；根据预设的处理算法对合成公钥进行处理，得到公钥还原数据。
可选地，利用合成公钥对签名结果进行验证，并得到验证结果，包括：
利用合成公钥对签名结果进行解密获得解密后的第一摘要；
获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要；第二发票信息为待验证发票信息；对第二摘要与第一摘要进行对比，根据对比的结果得到验证结果。
可选地，第一发票信息包括：发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细中的至少一项。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子发票验证系统，包括：
签名设备、密钥生成设备、验签设备；
密钥生成设备分别与签名设备、验签设备之间通信连接；
签名设备用于生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将第一公钥和签名侧信息传输至密钥生成设备；
密钥生成设备用于获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据，并将公钥还原数据和第二私钥传输至签名设备；
签名设备用于根据第一私钥和第二私钥生成合成私钥；
签名设备用于获取第一发票信息，根据第一发票信息进行计算得到第一摘要，并利用合成私钥对第一摘要进行签名得到签名结果；根据签名结果、签名侧信息、公钥还原数据以及第一发票信息生成电子发票；
验签设备用于获取电子发票，根据电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用合成公钥对签名结果进行验证。
可选地，密钥生成设备还用于对公钥还原数据进行压缩处理，得到压缩处理后的公钥还原数据。
可选地，密钥生成设备还用于在根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据之前，根据第一公钥和第二公钥生成合成公钥，并根据预设的处理算法对合成公钥进行处理，得到公钥还原数据。
可选地，验签设备还用于：利用合成公钥对签名结果进行解密获得解密后的第一摘要；获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要；第二发票信息为待验证发票信息；对计算后的第二摘要与解密后的第一摘要进行对比，并得到验证结果。
可选地，签名设备还用于获取发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细中的至少一项信息。
本发明通过：签名设备生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将第一公钥和签名侧信息传输至密钥生成设备；密钥生成设备获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据；将公钥还原数据和第二私钥传输至签名设备；签名设备根据第一私钥和第二私钥生成合成私钥；签名设备获取第一发票信息，根据发票信息进行计算得到第一摘要，并利用合成私钥对第一摘要进行签名得到签名结果；根据签名结果、签名侧信息、公钥还原数据以及第一发票信息生成电子发票；验签设备获取电子发票，根据电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用合成公钥对签名结果进行验证，并得到验证结果。在不降低电子签名安全性的同时，显著减少签名数据长度，并且在验证过程中由于无证书技术中的公钥具有自证性，不需联网即可验证发票真伪。降低发票的存储成本，简化验证过程。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电子发票验证方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种电子发票验证系统结构图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。
下面结合本申请实施例附图进一步说明本申请实施例具体实现。
实施例一
本申请实施例一提供一种电子发票验证方法，参照图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101、签名设备生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将第一公钥和签名侧信息传输至密钥生成设备；
需要说明的是，此处使用国密SM2算法规定的曲线和相关要求生成公私钥对，国密算法是我国自主研发创新的一套数据加密处理系列算法。从国密算法1-4(SM1-SM4)分别实现了对称、非对称、摘要等算法功能。本发明基于非对称加密进行的，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥(publickey:简称公钥)和私有密钥(privatekey:简称私钥)。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。具体的SM2算法：SM2椭圆曲线公钥密码算法是我国自主设计的公钥密码算法，包括SM2-1椭圆曲线数字签名算法，SM2-2椭圆曲线密钥交换协议，SM2-3椭圆曲线公钥加密算法，分别用于实现数字签名密钥协商和数据加密等功能。SM2算法与RSA算法不同的是，SM2算法是基于椭圆曲线上点群离散对数难题，相对于RSA算法，256位的SM2密码强度已经比2048位的RSA密码强度要高。此处的签名侧信息指的是签名侧的标识信息，例如签名侧标识为该机器的物理地址。如果以电子发票的信息(如票号)作为唯一标识，则无需额外传递签名侧信息，且可以做到每个发票的签名密钥均不相同。此处的密钥生成设备可以是KGC(密钥生成中心)，在签名设备初次与密钥生成设备进行交互时，需验证签名设备的身份。
步骤102、密钥生成设备获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据，并将公钥还原数据和第二私钥传输至签名设备；
需要说明的是，此处的第二私钥、主密钥、公开参数可以是秘钥生成设备自己预先生成的，也可以是从其他设备获取得到的；其中，主秘钥可以是是密文，需要先解密，然后校验，校验通过后，保存，其中公开参数包括密钥生成设备信息，加密算法信息等。主密钥和公开参数两个参数在系统建设好后即保持不变，且主密钥的私钥保密，公钥放置在公开参数中公开。
可选地，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据之后，电子发票验证方法还包括：
对公钥还原数据进行压缩处理，得到压缩处理后的公钥还原数据。
需要说明的是，此处的压缩处理指的是数据压缩，数据压缩是指在不丢失有用信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率，或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间的一种技术方法。数据压缩包括有损压缩和无损压缩。在计算机科学和信息论中，数据压缩或者源编码是按照特定的编码机制用比未经编码少的数据位元(或者其它信息相关的单位)表示信息的过程。例如，如果我们将“compression”编码为“comp”那么这篇文章可以用较少的数据位表示。一种流行的压缩实例是许多计算机都在使用的ZIP文件格式，它不仅仅提供了压缩的功能，而且还作为归档工具(Archiver)使用，能够将许多文件存储到同一个文件中。经过压缩处理后的公钥还原数据能有效降低电子签名长度，缩小电子发票版式文件的大小，降低存储成本。
可选地，在根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据之前；
根据第一公钥和第二公钥生成合成公钥；
根据预设的处理算法对合成公钥进行处理，得到公钥还原数据。
需要说明的是，合成公钥可以通过签名侧信息、公钥还原数据和公开参数三者计算的出，计算公式为：合成公钥＝cp(签名侧信息、公钥还原参数、公开参数)。根据第一公钥和第二公钥生成合成公钥以及根据预设的处理算法对合成公钥进行处理，得到公钥还原数据，可实现不对合成公钥进行在线验证，克服了验证不方便，用途单一的问题。
步骤103、签名设备根据第一私钥和第二私钥生成合成私钥；
需要说明的是，此处的合成私钥和合成公钥相对应，合成私钥的计算公式为：合成私钥＝g(第一私钥、第二私钥)，此处的g(第一私钥、第二私钥)表示对第一私钥、第二私钥进行函数运算，此处的函数运算用于对第一私钥和第二私钥进行数据组合。
步骤104、签名设备获取第一发票信息，根据第一发票信息进行计算得到第一摘要，并利用合成私钥对第一摘要进行签名得到签名结果；根据签名结果、签名侧信息、公钥还原数据以及第一发票信息生成电子发票；
需要说明的是，此处的摘要是指将正文内容经过计算得到固定长度的值，特点是无论正文多长产生的摘要值是固定长度的；摘要不可逆转为正文；相同的正文产生的摘要必然相同。此处的签名即数字签名，是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。它是一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术来实现的，用于鉴别数字信息的方法。一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。数字签名是非对称密钥加密技术与数字摘要技术的应用。数字签名的文件的完整性是很容易验证的，而且数字签名具有不可抵赖性。简单地说，所谓数字签名就是附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据，防止被人(例如接收者)进行伪造。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法，一个签名消息能在一个通信网络中传输。基于公钥密码体制和私钥密码体制都可以获得数字签名，主要是基于公钥密码体制的数字签名。包括普通数字签名和特殊数字签名。普通数字签名算法有RSA、SM2、DSA，椭圆曲线数字签名算法和有限自动机数字签名算法等。特殊数字签名有盲签名、代理签名、群签名、不可否认签名、公平盲签名、门限签名、具有消息恢复功能的签名等，它与具体应用环境密切相关。此处的签名结果指的是经过合成私钥加密后的摘要。此处生成电子发票包括将签名结果、签名侧信息、公钥还原数据附加在电子发票版式文件中。
可选地，第一发票信息包括：发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细中的至少一项。
需要说明的是，通过获得发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细可以更为准确地对发票进行识别验证，此外，第一发票信息还可以包括购买方纳税人识别号、销售方纳税人识别号、税额。
步骤105、验签设备获取电子发票，根据电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用合成公钥对签名结果进行验证，并得到验证结果。
可选地，利用合成公钥对签名结果进行验证，并得到验证结果，包括：
利用合成公钥对签名结果进行解密获得解密后的第一摘要；
获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要；第二发票信息为待验证发票信息；对第二摘要与第一摘要进行对比，根据对比的结果得到验证结果。
需要说明的是，通过获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要，第二发票信息为待验证发票信息，对第二摘要与第一摘要进行对比，根据对比的结果得到验证结果，可以实现在不需要校验证书的前提对发票真伪进行准确验证。
需要说明的是，此处的验证结果包括，若对比相同则证明该电子发票由签名设备发出且是真实有效的发票，若对比不相同则说明该电子发票是伪造的。本发明实施例与传统的PKI验证相比，本发明实施例不需要校验证书过程，用无证书技术代替现有的PKI证书对电子发票进行签名，降低了系统计算开销，且无证书技术中的公钥具有自证性，可以支持发票的离线验证。
实施例二
结合上述实施例一所描述的电子发票验证方法，参照图2所示，本申请实施例二提供一种电子发票验证系统，用于执行上述电子发票验证方法，包括：签名设备、密钥生成设备、验签设备；
签名设备用于生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将第一公钥和签名侧信息传输至密钥生成设备；
密钥生成设备用于获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据，并将公钥还原数据和第二私钥传输至签名设备；
可选地，密钥生成设备还用于对公钥还原数据进行压缩处理，得到压缩处理后的公钥还原数据。
可选地，密钥生成设备还用于在根据签名侧信息、第一公钥，以及主密钥、公开参数生成公钥还原数据之前，根据第一公钥和第二公钥生成合成公钥，并根据预设的处理算法对合成公钥进行处理，得到公钥还原数据。
签名设备用于根据第一私钥和第二私钥生成合成私钥；
签名设备用于获取第一发票信息，根据第一发票信息进行计算得到第一摘要，并利用合成私钥对第一摘要进行签名得到签名结果；根据签名结果、签名侧信息、公钥还原数据以及第一发票信息生成电子发票；
可选地，签名设备还用于获取发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细中的至少一项信息。
验签设备用于获取电子发票，根据电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用合成公钥对签名结果进行验证。
可选地，验签设备还用于：利用合成公钥对签名结果进行解密获得解密后的第一摘要；获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要；第二发票信息为待验证发票信息；对计算后的第二摘要与解密后的第一摘要进行对比，并得到验证结果。
以上实施方式仅用于说明本申请实施例，而并非对本申请实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴，本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种电子发票验证方法，其特征在于，包括：
签名设备生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将所述第一公钥和所述签名侧信息传输至密钥生成设备；
所述密钥生成设备获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据所述签名侧信息、所述第一公钥，以及所述主密钥、所述公开参数生成公钥还原数据；将所述公钥还原数据和所述第二私钥传输至所述签名设备；
所述签名设备根据所述第一私钥和所述第二私钥生成合成私钥；
所述签名设备获取第一发票信息，根据所述第一发票信息进行计算得到第一摘要，并利用所述合成私钥对所述第一摘要进行签名得到签名结果；根据所述签名结果、所述签名侧信息、所述公钥还原数据以及所述第一发票信息生成电子发票；
验签设备获取所述电子发票，根据所述电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用所述合成公钥对所述签名结果进行验证，并得到验证结果。
2.根据权利要求1所述的电子发票验证方法，其特征在于，所述根据所述签名侧信息、所述第一公钥，以及所述主密钥、所述公开参数生成公钥还原数据之后，所述方法还包括：
对公钥还原数据进行压缩处理，得到压缩处理后的所述公钥还原数据。
3.根据权利要求1所述的电子发票验证方法，其特征在于，所述方法还包括：
在根据所述签名侧信息、所述第一公钥，以及所述主密钥、所述公开参数生成公钥还原数据之前；
根据所述第一公钥和所述第二公钥生成合成公钥；
根据预设的处理算法对所述合成公钥进行处理，得到所述公钥还原数据。
4.根据权利要求1所述的电子发票验证方法，其特征在于，所述利用所述合成公钥对所述签名结果进行验证，并得到验证结果，包括：
利用所述合成公钥对所述签名结果进行解密获得解密后的第一摘要；
获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要；所述第二发票信息为待验证发票信息；
对所述第二摘要与所述第一摘要进行对比，根据对比的结果得到验证结果。
5.根据权利要求1所述的电子发票验证方法，其特征在于，所述第一发票信息包括：
发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细中的至少一项。
6.一种电子发票验证系统，其特征在于，包括：
签名设备、密钥生成设备、验签设备；
所述签名设备用于生成第一私钥、第一公钥和签名侧信息，并将所述第一公钥和所述签名侧信息传输至密钥生成设备；
所述密钥生成设备用于获取第二私钥、主密钥、公开参数，根据所述签名侧信息、所述第一公钥，以及所述主密钥、所述公开参数生成公钥还原数据，并将所述公钥还原数据和所述第二私钥传输至所述签名设备；
所述签名设备用于根据所述第一私钥和所述第二私钥生成合成私钥；
所述签名设备用于获取第一发票信息，根据所述第一发票信息进行计算得到第一摘要，并利用所述合成私钥对所述第一摘要进行签名得到签名结果；根据所述签名结果、所述签名侧信息、所述公钥还原数据以及所述第一发票信息生成电子发票；
验签设备用于获取所述电子发票，根据所述电子发票中的签名侧信息、公钥还原数据生成合成公钥，利用所述合成公钥对所述签名结果进行验证。
7.根据权利要求6所述的电子发票验证系统，其特征在于，所述密钥生成设备还用于对公钥还原数据进行压缩处理，得到压缩处理后的所述公钥还原数据。
8.根据权利要求6所述的电子发票验证系统，其特征在于，所述密钥生成设备还用于在根据所述签名侧信息、所述第一公钥，以及所述主密钥、所述公开参数生成公钥还原数据之前；根据所述第一公钥和所述第二公钥生成合成公钥，并根据预设的处理算法对所述合成公钥进行处理，得到所述公钥还原数据。
9.根据权利要求6所述的电子发票验证系统，其特征在于，所述验签设备还用于：利用所述合成公钥对所述签名结果进行解密获得解密后的第一摘要；获取第二发票信息，根据发票信息计算摘要，得到计算后的第二摘要；所述第二发票信息为待验证发票信息；对计算后的第二摘要与解密后的第一摘要进行对比，并得到验证结果。
10.根据权利要求6所述的电子发票验证系统，其特征在于，所述签名设备还用于获取发票号码、开票和受票方信息、交易金额、开票日期和商品明细中的至少一项信息。
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